ステンレス鋼クラッド銅線の製造方法
【課題】高品質のステンレス鋼クラッド銅線を生産性よく製造する製造方法の提供を目的とする。
【解決手段】（イ）芯材となる銅素線を準備する段階と、（ロ）該芯材が最終的に全容積の７０〜９５％の比率となるステンレス外装帯材で被包するとともに、その縁部の突合せ溶接によって前記芯材の表面露出を防止したクラッド線材を得る段階と、（ハ）該クラッド線材を最後には除去される第二外装材でダブル被覆して複合線材を形成する段階と、（ニ）該複合線材に減寸加工と熱処理加工とを必要に応じて繰り返して行い、かつその加工の間に前記ステンレス外装帯材の溶接部組織をオーステナイト組織に安定化する細径化段階と、（ホ）前記細径化段階又は細径化後のいずれか時点で、前記複合線材から前記第二外装材だけを分離除去する段階と、を含むことを特徴とするステンレス鋼クラッド銅線の製造方法。
【解決手段】（イ）芯材となる銅素線を準備する段階と、（ロ）該芯材が最終的に全容積の７０〜９５％の比率となるステンレス外装帯材で被包するとともに、その縁部の突合せ溶接によって前記芯材の表面露出を防止したクラッド線材を得る段階と、（ハ）該クラッド線材を最後には除去される第二外装材でダブル被覆して複合線材を形成する段階と、（ニ）該複合線材に減寸加工と熱処理加工とを必要に応じて繰り返して行い、かつその加工の間に前記ステンレス外装帯材の溶接部組織をオーステナイト組織に安定化する細径化段階と、（ホ）前記細径化段階又は細径化後のいずれか時点で、前記複合線材から前記第二外装材だけを分離除去する段階と、を含むことを特徴とするステンレス鋼クラッド銅線の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、耐熱性と耐食性に優れ、かつ安定した導電性を有するステンレス鋼クラッド銅線の製造方法に関し、特に表面欠陥のない高品質なクラッド銅細線を安定的に製造する為の新規製造方法に関する。
【従来技術】
【０００２】
燃料電池は、電気化学反応によって燃料の持つ化学エネルギーを直接電気エネルギーに変換することから、エネルギー損失が少なく高い発電効率が得られる次世代のエネルギーとして注目され、またその反応も数百度の高温であることから、この排熱を蒸気タービンやガスタービンなどを回す熱源としてコーゼネレーションシステムに利用できること、また有害な排ガスなどの発生のない低環境負荷型の発電方式であること等の利点が挙げられている。
【０００３】
ところで、このような装置では電池本体と電源制御機器を結ぶ電線材料として種々のフレキシブルケーブルなどが用いられるが、特に前記高温環境下でも所定の導電率を備える特性が必要となることから、例えば特許文献１では、導電用の銅線の表面にステンレス鋼をクラッド加工したステンレスクラッドＣｕ線を編組加工した編組線を用いることを開示している。またこの中で、該ステンレスクラッドＣｕ線では、銅線の純度は９９％以上の高純度を有すること、ステンレス鋼は炭素０．０６重量％以下のＳＵＳ３０４Ｌが好ましいこと、導電率はＣｕ素線を１００とするとき８５％以上であること、などの点を説明している。
【０００４】
また特許文献２は、前記文献１と同様に、銅線の芯部と、これを被覆するステンレス鋼外皮で構成される、引張強さ６００Ｎ／ｍｍ２以上で、絞り値が３０％以上のステンレス鋼被覆銅線について、冷間伸線加工と中間熱処理を行い、最終回の冷間伸線加工をダイス減面率２０％以上で行うこと（請求項６）、ステンレス鋼はＳＵＳ３０４Ｌ，３１６Ｌが好ましいこと（
【００２７】
）、適用仕上げ線径は０．０７〜１．５ｍｍであること（
【００３５】
）、伸線加工は湿式連続多段伸線機によること（
【００４０】
）、使用ダイスはアプローチ角が８〜１４度、ベアリング長さが空孔径の約０．３〜１．０倍程度であること（
【００３１】
）などの点を開示している。
【０００５】
【特許文献１】 特開２００２−２０８３１４号公報
【特許文献２】 特開２０００−１７６５３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
このように前記各特許文献は、いずれも銅線を芯材としてその表面にステンレス鋼を被覆した複合線材を開示し、その容積比率を所定範囲になるように調整するものとしているが、前記ステンレス鋼の被覆形成をより確実に行ない、芯材の露出を防止することについては何ら開示されていない。
【０００７】
すなわち前記文献は、フレキシブルケーブル等の用途に用いる場合の品質特性として、予め設計された所定導電率を備える必要があるものの、一般的に銅金属を前記高温環境下で使用するものでは容易に酸化してしまい、導電率が低下することから、前記ステンレス鋼の被覆によって内部の銅芯材の酸化を抑え導電率維持を図ろうとするものである。
【０００８】
したがって該被覆銅線では、前記ステンレス鋼外装材は内部の銅線の全体を確実に包み、クラックや無被覆部等のない正常な被覆状態を備える必要がある。しかしながら、一般的にこれらに用いられる被覆銅線は例えば線径０．２ｍｍ程度の非常に細い長尺材でもあることから、仮に特許文献２が開示するような単にステンレス鋼板を外装材として巻き付けて被覆し伸線加工したものでは、その合わせ部に隙間が形成されたり、これを編組加工する際の曲げに伴って隙間が拡がる等の問題があり、結果的にその部分から酸化が進んで導電率低下の原因になることが懸念されており、その改善が求められている。 例えばＦ．Ｌ．Ａｎｔｉｓｅｌｌ：Ｔｒａｎｓ．ＡＩＭＥ，６４（１９２１）４３２では、銅金属中の酸素量と電気伝導率の関係について、酸素量０％では１０２ＩＡＣＳ％、０．１％の酸素量では９８ＩＡＣＳ％に比例的に減少することを示しており、酸素量は導電率に大きく影響することが伺える。
【０００９】
なお文献２の場合、前記ステンレス鋼外装材の被覆段階で、その縁部同士を例えば電子ビーム溶接などの方法で結合してチューブ状にすることも考えられるが、ステンレス鋼を溶接すると、局部的加熱あるいは溶融した金属が凝固する際の析出状態によって、例えば図４に示すような局部的な樹枝状組織（デンドライド組織）や炭化物の発生、加熱部近傍での結晶粒の粗大化するなど異質組織状態り、こうした金属組織は母相のオーステナイト組織に比して比較的脆いことから、その後の減寸加工や編組加工等の影響から部分的なクラック発生を生じるなど、表面欠陥を招きやすく生産性を低下させる原因になっている。
【００１０】
しかもこの場合、外装のステンレス鋼と芯材である銅金属とは非常に拡散しやすく、ステンレス鋼中に銅が侵入すると粒界腐食なども発生しやすく、この現象もまた前記表面欠陥の原因となることから、この熱影響を受けない溶接方法を採用する必要があるあるものの、こうした問題の改善について前記文献２は何ら具体的な解決策を提供していない。まして同公報の実施例では２〜３ｍｍ程度の細い線材を用いることとしていることから見ても、外装材被包後に溶接する技術手段は意識されておらず、したがって、この方法では高品質のステンレス鋼被覆銅線を生産性よく製造することは困難である。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
そこで本発明は、このような従来技術における問題点の改善を図り、高品質のステンレス鋼被覆銅線を生産性よく製造する新規製造方法の提供を目的とし、次の構成を有するものである。
【００１２】
まず請求項１に係わる発明は、銅線でなる芯材と、該芯材の外面をステンレス鋼外装材で覆ってなるステンレ鋼スクラッド銅線を製造する方法であって、
（イ）前記芯材となる銅素線を準備し、
（ロ）該芯材が最終的に全容積の７０〜９５％の比率となるステンレス外装帯材で被包するとともに、その縁部の突合せ溶接によって前記芯材の表面露出を防止したクラッド線材を得る段階と、
（ハ）該クラッド線材を最後には除去される第二外装材で更に被覆して複合線材を形成する段階と、
（ハ）該複合線材に減寸加工と熱処理加工を必要に応じて繰り返し行い、かつその加工の間に前記ステンレス外装帯材の溶接部組織をオーステナイト組織に安定化する安定細径化段階と、
（ニ）前記細径化段階又は細径化後のいずれか時点で、前記複合線材から前記第二外装材を分離除去する段階、
を含むことを特徴とするステンレス鋼クラッド銅線の製造方法である。
【００１３】
さらに請求項２に係わる発明は、前記第二外装材が鉄又は軟鋼の冷延帯材によるものであり、請求項３に係わる発明は、前記溶接が電子ビーム溶接により、かつ溶接熱影響が前記芯材に及ぼさないよう、該芯材と距離を設けて行うものであり、請求項４に係わる発明は、前記細径加工の延べ加工率が、８０％以上で行われるものであり、請求項５に係わる発明は、前記減寸加工は、アプローチ角度６〜１０°のダイヤモンドダイスにより、溶融粘度１０ｍｍ２／Ｓ以下の低粘性水溶液中で行う冷間伸線加工によるものであり、請求項６に係わる発明は、最終寸法が線径０．５ｍｍ以下に細径化される前記製造方法である。
【発明の効果】
【００１４】
本件請求項１の発明は、前記構成を備えることから、前記ステンレス鋼外装材は芯材である銅線の表面を被包したクラッド線材の成形に当たり、長尺材の製造が可能となり、しかも外装材の縁部同士を溶接することで開口部のない完全チューブ状に結合することを基本とし、また該溶接に伴い発生するステンレス鋼外装材の溶接組織（樹枝状組織，炭化物，結晶粒の粗大化）は、その後の減寸加工や熱処理加工による細径化段階で母相であるオーステナイト組織に回復させ安定化させることができる。またこの
ステンレス鋼外装材の細径化加工は、その表面に設けた第二外装材によって常に強圧保護しながら加工できることから、例えば減寸加工時の伸線ダイス等の工具とは直接接触しない構造であり、前記クラック等の欠陥発生を大幅に改善できる。
【００１５】
したがって、この方式によれば、細径で長尺のステンレス鋼クラッド銅線を効率よく、また高い製造歩留まりで得ることができ、割れやクラック等の表面欠陥が大幅に改善でき、しかも前記溶接段階で発生していた溶接組織を解消して安定したオーステナイト組織に回復することから、特性的にも良好なクラッド銅線を得ることができる。
【００１６】
また該第二外装材は、細径化段階又は細径化後のいずれか時点に分離除去することで目的のステンレス鋼クラッド銅線を得ることができる。
【００１７】
さらに請求項２〜６の構成による発明によれば、さらにステンレスクラッド銅線の品質及び生産性を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明のステンレスクラッド銅線の製造方法（以下、単に製造方法ということがある）について、好ましい形態を図面とともに説明する。 本発明の製造方法は、図１のブロック図に示すごとく、
（イ）クラッド銅線１の芯材１ａとなる銅素線１ｂを準備して、
（ロ）該芯材１ａが最終的に全容積の７０〜９５％の比率になるステンレス鋼外装材２ａで被覆し、
さらに外装材２ａの縁部を溶接したクラッド線材３を形成し、
（ハ）このクラッド線材３を第二外装材４で更に被覆して複合線材５とし、
（ニ）該複合線材５を所定線径まで細径化して、外装材の組織をオーステナイト組織に安定化し、
（ホ）最後に、細径化された複合線材５ａから前記第二外装材４を分離除去する段階、を含んでなる。
【００１９】
図２は、この一連の加工状態を連続的な斜視図として示すものであって、実際の作業では各段階毎に各々分割した作業が行われる。本発明では、まず芯材１ａとなる銅素線１ｂの準備に始まり、予め設定された組成の銅金属線材が準備され、この芯材１ａの表面を所定のステンレス鋼外装材２ａで包んでなるクラッド線材３が成形される。
【００２０】
このクラッド線材３では、最終的に前記芯材１ａとステンレス鋼外装材２ａが予め設定された容積率になるように調整されてなるものであって、本発明では導電率の観点から芯材１ａが７０〜９５％の容積を占めるように設定されている。すなわち、この比率が７０％未満のものでは、純銅に対する導電率が例えば８０％以上の特性を達成し得ず、また外装材２ａの容積が増加すことからその後の例えば撚り合わせやコイル巻きする場合などでの加工性を低下させることとなり、一方容積率が９５％を超えるのものでは外装材２ａ厚さが極端に薄くなって芯材１ａの表面保護が十分になし得ない。なお、導電率は、単位大きさの試料について求めた電気抵抗の測定値から、試料の長さ、線径を調整した値と、純銅線の比抵抗であるとの関係の比率、すなわち次式で求めることができる。
【００２１】
導電率（％）＝純銅の比抵抗（≒１．７４２１μΩｃｍ）／試料の比抵抗×１００
試料の比抵抗＝抵抗測定値（μΩ）×断面積（ｃｍ２）／測定長さ（ｃｍ）
【００２２】
前記芯材１ａの銅素線１ｂについては、本形態では例えば純度９９．９％以上の無酸素銅によるものが好適するが、より好ましくは真空溶解した真空溶解銅による銅線材が用いられる。またステンレス鋼外装材２ａについては、使用時の高温環境中での炭化物などの発生を抑制する観点から、例えばＳＵＳ３１６Ｌや３０４Ｌ等の低炭素系ステンレス鋼の帯材によるものであって、この段階での両者の複合比は、最終製品までの加工処理条件によっても異なることから、予め試作などを通じて確認しておくことが望まれる。
【００２３】
一次複合材であるクラッド銅線３は、こうして選定された前記芯材１ａとステンレス鋼外装材２ａを各々連続的に供給しながら、例えば図４に示すような成形ロールＲ１及び／又は伸線ダイスＤ１によって前記芯線１ａの外面を完全に被包するとともに、更にその縁部２０同士を突き合わて溶接Ｗ１され、チユューブ状の外装材となる。この場合の溶接加工では、溶接トーチｗでの加熱が内側に配置されている芯材１ａに影響しないよう、若干広幅の前記帯材により少し持上げて芯材１ａとの距離を持つように調整して行うのがよく、この溶接状態の一例を図４に見ることができる。この方法の採用によって、該溶接に伴う芯材１ａとステンレス鋼外装材２ａとの拡散を防止するとともに、生じた空洞部２０は次段での伸線ダイスＤ１によって解消することができる。
【００２４】
なお溶接方法としては、例えば電子ビーム溶接や被覆アーク溶接、ティグ溶接などの種々方法が採用できるが、特に前記電子ビーム溶接では溶接部が局部で行われ、また前記芯材１ａ等の送給に連動して連続的に処理できることから好適する。しかしながらこうした局部溶接法でも、微視的には前記樹枝状組織の発生やその近傍での結晶粒の粗大化は避けることはできないことから、これら溶接組織はその後に行う細径化段階での伸線加工や熱処理によって解消するものとする。
【００２５】
次にこのクラッド線材は、第二次成形段階として、その外面を第二外装材４で更に被覆した複合線材５を形成することとなる。この第二外装材５は、最終的には分離除去される加工用の資材とするものであって、次段階での細径化処理する際の表面保護、すなわちこれを用いることで、前記ステンレス鋼外装材の溶接部Ｗ１を含めて強固に保持するとともに、これによって前記溶接部に発生する組織的な影響を抑制して前記欠陥の発生を防止するものとしている。
【００２６】
こうした目的から、前記第二外装材４には細径化段階での伸線加工における加工性に優れた材料、例えば鉄や軟鋼、中炭素鋼等の金属帯材が用いられるが、中炭素鋼（Ｓ３５Ｃ，Ｓ４５Ｃ）は前記ステンレス鋼外装材２ａとの加工硬化率が近似していることから安定作業ができるが、大きなトータル加工率を付与することができない。一方、鉄や炭素量が０．１５％以下の軟鋼の冷間圧延鋼板（ＮＢＣ−ＳＢ）による帯材では、軟質で熱処理間でのトータル加工率が大きくできるが、両者の機械的特性の違いから伸線加工時のダイス角度が大きいものでは表面の第二外装材だけが引き伸ばされて団子状に集合したものとなる。こうした問題を解消する為には、使用するダイスのアプローチ角度が６〜１０°の低角度ダイスあるいはローラーダイスを用いるのがよく、また前記ステンレス鋼外装材２ａの場合と同様に、その突き合せ縁部を溶接結合することで、１本の通常の線材となり比較的大きな加工率が付与できる。
【００２７】
こうしたことから、前記第二外装材４は前記金属帯材により、クラッド線材の表面を平滑かつ十分に被包するクラッド法が採用され、その成形にあたって突き合せ縁部段差や隙間が生じないように調整された寸法のものが用いられる。またクラッド方法として、前記したような突き合せ縁部を溶接結合したもの、単に被覆したもののいずれでもよいが、後者の場合は外装材４の縁部同士が重なり合ったり隙間が生じないようにして、内部のクラッド線材３に表面凹凸が発生しないようにし、またこの第二外装材４によって前記ステンレス外装材２ａの溶接部に生じた溶接組織を十分に挟持しながら表面保護することで、その後の伸線加工でも欠陥が発生しないものとしている。したがって、該第二外装材にはこうした現象に耐え、かつ十分な加工性を備える特性と容積を備えるものとし、例えば前記ステンレス鋼外装材２ａ厚さの少なくとも０．５倍以上（０．５〜３倍）の厚さを有するものが用いられる。こうした複合状態の横断面を図３に示している。
【００２８】
次に前記細径加工については、減寸工程と熱処理工程とを必要に応じて繰り返し行い最終寸法にするものであって、それ以外の効果として、この一連の加工を通じて前記クラッド線材３の成形段階で発生していた、前記溶接による樹枝状組織や炭化物を解消して安定したオーステナイト組織に回復させるものである。こうした組織変化は、該伸線工程と熱処理工程の併用、あるいはその繰り返しによって徐々に回復させることができ、例えば溶接後に延べ加工率８０％以上での細径化と熱処理を行ったものでは組織的にほぼオーステナイト組織に回復し、また９５％以上の高加工率では完全に回復させることができ、その確認は、例えば４００倍程度以上の金属顕微鏡や電子顕微鏡による観察など種々の計測装置によって行うことができる。
【００２９】
なお減寸加工は、得ようとするクラッド銅線１の製品形態に応じて伸線加工や圧延加工が採用され、伸線加工の場合、１ヒート間での加工率は線径が０．５ｍｍを超える太径のものでは乾式伸線による冷間加工として加工率５０％以下とし、またそれより細いものでは溶融粘度が５ｍｍ２／Ｓ以下の低粘性水溶性潤滑オイル中で行う湿式伸線加工により例えば５０〜８０％程度の加工率で実施されるが、この場合の伸線ダイスも、前記したようにダイスアプローチ角度が５〜１０°の低角度ダイスが好適する。
【００３０】
また前記熱処理加工については、銅金属との前記拡散等の反応を抑える目的から、例えば銅の融点以下の温度、例えば９００〜１０５０℃×５ｓｅｃ〜１０ｍｉｎ．程度の条件で実施するのが好ましく、必要に応じて前記減寸加工と熱処理加工は設定寸法になるまで繰り返し行うこともできる。
【００３１】
本発明に係わるクラッド銅線１は、最終的には前記第二外装材４は前記細径化の任意段階又は細径化後に分離除去されることで得られ、最終的には熱処理仕上げされてなるものであって、製品形態としては例えば線径０．０５〜３ｍｍ程度（前記フレキシブルケーブル用では例えば０．１〜０．５ｍｍ）の丸形細線や、平線や角線などの多角形、さらには楕円などの不定形形状に形成されてなる。したがって、製品形状に応じて、前記減寸加工は、伸線加工や圧延加工、その他種々の加工方法が採用されるとともに、さらにその仕上げ寸法に応じて例えば前記減寸加工と熱処理加工を繰り返し行うこともできる。
【００３２】
このように細径化された複合線材５から前記第二外装材４を除去する方法については、例えばその被処理金属が前記鉄などの場合は、化学的方法（例えば硝酸溶液中での溶解除去）や種々電解処理、その他物理的方法で容易に分離除去することができ、また加速処理として加温した溶液を用いることも有効である。なお、このように処理したものは、その表面が粗雑で光輝表面が得られないことから、できれば脱外皮処理後に更に仕上げ加工を施すことが好ましい。
【００３３】
本発明は、最終的には除去される第二外装材を用いたダブルクラッド方式の採用によって、特性の安定した高品質のステンレス鋼クラッド銅線を生産性よく製造できるとともに、被覆欠陥から生ずる問題もないことから長寿命で耐久性に優れたクラッド銅線の提供が可能となる。
【実施例】
【００３４】
次に本発明の実施例について説明する。
【実施例１】
【００３５】
原材料の芯材１ａとして、純度９９．９９％の真空溶解された無酸素銅線（線径１０．３ｍｍ）をクラッド成形機の前輪（図示せず）にセットし、またステンレス鋼外装材２ａとなるＳＵＳ３０４Ｌステンレス鋼帯材（厚さ０．５ｍｍ，幅３５ｍｍ）を準備して、両者を連続的に図１の成形ロールＲ１に供給するとともに、第一次成形段階として、該ロールＲ１による前記芯材１ａの外面を前記ステンレス鋼帯材２ａで被包工程と、この帯材２ａの縁部２ｂ同士を突き合せて溶接工程と、更に該帯材２ａを前記芯材１ａに密着させる為の絞り成形工程を一連で行い、線径１１．３ｍｍのクラッド線材を得た。
【００３６】
この溶接工程では、該溶接ビームが内側の銅線に直接影響しないように若干距離を設けて行うようにするとともに、溶接ビームが広範囲に拡大しないように電子ビーム溶接で行っており、得られた溶接部近傍の組織状態を５０倍に拡大して図４に示している。この顕微鏡写真に見られるように、該ステンレス鋼自体は元々オーステナイト組織を有するものであるが、溶接部では溶接後の凝固に伴って樹枝状組織が見られ、またその近傍では熱影響によって結晶が粗大化した粗大結晶部などの溶接組織が見られていた。
【００３７】
こうして得られたクラッド線材３を更に第二外装材で被覆する第二次成形段階として、第二外装材４に厚さ１．０ｍｍ，幅３５ｍｍの冷間圧延鉄フープ（ＮＢＣ−ＳＢ）材を選定し、前記第一次成形段階と同様に成形ロールＲ２と絞り用伸線ダイスＤ２によって線径１２．３ｍｍの複合線材５を得た。
【００３８】
その後、連続熱処理炉による中間熱処理（９００〜１０５０℃）Ｔ１と中間伸線加工Ｄ３を適宜繰り返し行う、最終仕上げ線径１．０ｍｍに細径化した複合細線を形成した。なおこの場合の伸線加工については、その素線の線径が例えば０．５ｍｍ以下の細線領域ではダイスアプローチ角度が１０°の低角度ダイヤモンドダイスによる湿式伸線で、伸線オイルには溶融粘度が５．２ｍｍ２／Ｓの低粘性水溶液である商品名：メタルシン（共栄社）を用い、またそれより太い領域では同様のダイス角度を持つ合金ダイスによって乾式伸線で行っており、それぞれ１回当たりの伸線加工率は５０〜７０％の範囲で行った。
【００３９】
こうした一連の成形加工の後、温度９００℃での最終熱処理して十分に柔軟性を持たせるとともに前記第二外装材４を硝酸溶液で溶解することで最終製品である線径０．２９ｍｍのクラッド銅線を得た。
なお得られたクラッド銅線は、前記芯材の容積率が８２％で、引張強さ３０３Ｎ／ｍｍ２、伸び１８％、導電率８３％の特性を有し、またその表面状態を目視検査した結果でも特にクラック等の表面欠陥の発生は見られず、前記溶接組織も完全に回復していたことから、９３％の良好な製造歩留まりが得られた。
【実施例２】
【００４０】
前記製造工程において、最終段階で行った硝酸による外装材の溶解除去Ｐ１を、中間加工段階での伸線ダイスＤ３前に行い、その後最終伸線加工と最終熱処理を行うことで良好な表面状態のクラッド銅線が得られ、この試料についても、第一次成形段階で行った溶接部の前記溶接組織は、その前の熱処理加工Ｔ１によって回復していたことから、ステンレス鋼外装材にはクラック発生は見られなかった。
【実施例３】
【００４１】
前記第二次成形段階で、第一次成形段階で行ったのと同様の溶接方法で溶接処理した複合線材についてもその試作を試みたが、この場合は該複合線体５が通常の線材と同様のものであったことから、伸線加工で大きな加工率が設定でき、結果的に工程短縮を図ることができた。
【比較例】
【００４２】
実施例１と同様に第一次成形したクラッド線材を出発材料とし、これをそのまま伸線加工と中間熱処理を繰り返しながら細径化し、線径１．５ｍｍの中間製品に加工した。この段階で線の表面状態を目視検査したところ、図５に見られるようなクラック部がいくつか見られ、その原因を調査した結果、該クラック部は前記溶接部において発生していることが判明した。このことは、該欠陥が一直線上に発生していること、また溶接部は若干肉厚になっていることなどから確認されたものであって、溶接組織である樹枝状組織が直接ダイスで加工されることで発生したものと推測された。
したがって、この場合のクラッド銅線の製造歩留まりは４８％に留まるものであった。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】 本発明の製造方法を示す工程のブロック図である。
【図２】 伸線加工の場合を例として、一連の連続図で例示する斜視図である。
【図３】 複合線材の断面図である。
【図４】 ステンレス鋼外装材の溶接部における金属組織の一例を示す顕微鏡写真である。
【図５】 実施例中の比較例で見られた表面欠陥の一例の拡大写真である。
【符号の説明】
【００４４】
１ クラッド銅線
１ａ 芯材
１ｂ 銅線
２ａ ステンレス鋼外装材
３ クラッド線材
４ 第二外装材
５ 複合線材
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、耐熱性と耐食性に優れ、かつ安定した導電性を有するステンレス鋼クラッド銅線の製造方法に関し、特に表面欠陥のない高品質なクラッド銅細線を安定的に製造する為の新規製造方法に関する。
【従来技術】
【０００２】
燃料電池は、電気化学反応によって燃料の持つ化学エネルギーを直接電気エネルギーに変換することから、エネルギー損失が少なく高い発電効率が得られる次世代のエネルギーとして注目され、またその反応も数百度の高温であることから、この排熱を蒸気タービンやガスタービンなどを回す熱源としてコーゼネレーションシステムに利用できること、また有害な排ガスなどの発生のない低環境負荷型の発電方式であること等の利点が挙げられている。
【０００３】
ところで、このような装置では電池本体と電源制御機器を結ぶ電線材料として種々のフレキシブルケーブルなどが用いられるが、特に前記高温環境下でも所定の導電率を備える特性が必要となることから、例えば特許文献１では、導電用の銅線の表面にステンレス鋼をクラッド加工したステンレスクラッドＣｕ線を編組加工した編組線を用いることを開示している。またこの中で、該ステンレスクラッドＣｕ線では、銅線の純度は９９％以上の高純度を有すること、ステンレス鋼は炭素０．０６重量％以下のＳＵＳ３０４Ｌが好ましいこと、導電率はＣｕ素線を１００とするとき８５％以上であること、などの点を説明している。
【０００４】
また特許文献２は、前記文献１と同様に、銅線の芯部と、これを被覆するステンレス鋼外皮で構成される、引張強さ６００Ｎ／ｍｍ２以上で、絞り値が３０％以上のステンレス鋼被覆銅線について、冷間伸線加工と中間熱処理を行い、最終回の冷間伸線加工をダイス減面率２０％以上で行うこと（請求項６）、ステンレス鋼はＳＵＳ３０４Ｌ，３１６Ｌが好ましいこと（
【００２７】
）、適用仕上げ線径は０．０７〜１．５ｍｍであること（
【００３５】
）、伸線加工は湿式連続多段伸線機によること（
【００４０】
）、使用ダイスはアプローチ角が８〜１４度、ベアリング長さが空孔径の約０．３〜１．０倍程度であること（
【００３１】
）などの点を開示している。
【０００５】
【特許文献１】 特開２００２−２０８３１４号公報
【特許文献２】 特開２０００−１７６５３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
このように前記各特許文献は、いずれも銅線を芯材としてその表面にステンレス鋼を被覆した複合線材を開示し、その容積比率を所定範囲になるように調整するものとしているが、前記ステンレス鋼の被覆形成をより確実に行ない、芯材の露出を防止することについては何ら開示されていない。
【０００７】
すなわち前記文献は、フレキシブルケーブル等の用途に用いる場合の品質特性として、予め設計された所定導電率を備える必要があるものの、一般的に銅金属を前記高温環境下で使用するものでは容易に酸化してしまい、導電率が低下することから、前記ステンレス鋼の被覆によって内部の銅芯材の酸化を抑え導電率維持を図ろうとするものである。
【０００８】
したがって該被覆銅線では、前記ステンレス鋼外装材は内部の銅線の全体を確実に包み、クラックや無被覆部等のない正常な被覆状態を備える必要がある。しかしながら、一般的にこれらに用いられる被覆銅線は例えば線径０．２ｍｍ程度の非常に細い長尺材でもあることから、仮に特許文献２が開示するような単にステンレス鋼板を外装材として巻き付けて被覆し伸線加工したものでは、その合わせ部に隙間が形成されたり、これを編組加工する際の曲げに伴って隙間が拡がる等の問題があり、結果的にその部分から酸化が進んで導電率低下の原因になることが懸念されており、その改善が求められている。 例えばＦ．Ｌ．Ａｎｔｉｓｅｌｌ：Ｔｒａｎｓ．ＡＩＭＥ，６４（１９２１）４３２では、銅金属中の酸素量と電気伝導率の関係について、酸素量０％では１０２ＩＡＣＳ％、０．１％の酸素量では９８ＩＡＣＳ％に比例的に減少することを示しており、酸素量は導電率に大きく影響することが伺える。
【０００９】
なお文献２の場合、前記ステンレス鋼外装材の被覆段階で、その縁部同士を例えば電子ビーム溶接などの方法で結合してチューブ状にすることも考えられるが、ステンレス鋼を溶接すると、局部的加熱あるいは溶融した金属が凝固する際の析出状態によって、例えば図４に示すような局部的な樹枝状組織（デンドライド組織）や炭化物の発生、加熱部近傍での結晶粒の粗大化するなど異質組織状態り、こうした金属組織は母相のオーステナイト組織に比して比較的脆いことから、その後の減寸加工や編組加工等の影響から部分的なクラック発生を生じるなど、表面欠陥を招きやすく生産性を低下させる原因になっている。
【００１０】
しかもこの場合、外装のステンレス鋼と芯材である銅金属とは非常に拡散しやすく、ステンレス鋼中に銅が侵入すると粒界腐食なども発生しやすく、この現象もまた前記表面欠陥の原因となることから、この熱影響を受けない溶接方法を採用する必要があるあるものの、こうした問題の改善について前記文献２は何ら具体的な解決策を提供していない。まして同公報の実施例では２〜３ｍｍ程度の細い線材を用いることとしていることから見ても、外装材被包後に溶接する技術手段は意識されておらず、したがって、この方法では高品質のステンレス鋼被覆銅線を生産性よく製造することは困難である。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
そこで本発明は、このような従来技術における問題点の改善を図り、高品質のステンレス鋼被覆銅線を生産性よく製造する新規製造方法の提供を目的とし、次の構成を有するものである。
【００１２】
まず請求項１に係わる発明は、銅線でなる芯材と、該芯材の外面をステンレス鋼外装材で覆ってなるステンレ鋼スクラッド銅線を製造する方法であって、
（イ）前記芯材となる銅素線を準備し、
（ロ）該芯材が最終的に全容積の７０〜９５％の比率となるステンレス外装帯材で被包するとともに、その縁部の突合せ溶接によって前記芯材の表面露出を防止したクラッド線材を得る段階と、
（ハ）該クラッド線材を最後には除去される第二外装材で更に被覆して複合線材を形成する段階と、
（ハ）該複合線材に減寸加工と熱処理加工を必要に応じて繰り返し行い、かつその加工の間に前記ステンレス外装帯材の溶接部組織をオーステナイト組織に安定化する安定細径化段階と、
（ニ）前記細径化段階又は細径化後のいずれか時点で、前記複合線材から前記第二外装材を分離除去する段階、
を含むことを特徴とするステンレス鋼クラッド銅線の製造方法である。
【００１３】
さらに請求項２に係わる発明は、前記第二外装材が鉄又は軟鋼の冷延帯材によるものであり、請求項３に係わる発明は、前記溶接が電子ビーム溶接により、かつ溶接熱影響が前記芯材に及ぼさないよう、該芯材と距離を設けて行うものであり、請求項４に係わる発明は、前記細径加工の延べ加工率が、８０％以上で行われるものであり、請求項５に係わる発明は、前記減寸加工は、アプローチ角度６〜１０°のダイヤモンドダイスにより、溶融粘度１０ｍｍ２／Ｓ以下の低粘性水溶液中で行う冷間伸線加工によるものであり、請求項６に係わる発明は、最終寸法が線径０．５ｍｍ以下に細径化される前記製造方法である。
【発明の効果】
【００１４】
本件請求項１の発明は、前記構成を備えることから、前記ステンレス鋼外装材は芯材である銅線の表面を被包したクラッド線材の成形に当たり、長尺材の製造が可能となり、しかも外装材の縁部同士を溶接することで開口部のない完全チューブ状に結合することを基本とし、また該溶接に伴い発生するステンレス鋼外装材の溶接組織（樹枝状組織，炭化物，結晶粒の粗大化）は、その後の減寸加工や熱処理加工による細径化段階で母相であるオーステナイト組織に回復させ安定化させることができる。またこの
ステンレス鋼外装材の細径化加工は、その表面に設けた第二外装材によって常に強圧保護しながら加工できることから、例えば減寸加工時の伸線ダイス等の工具とは直接接触しない構造であり、前記クラック等の欠陥発生を大幅に改善できる。
【００１５】
したがって、この方式によれば、細径で長尺のステンレス鋼クラッド銅線を効率よく、また高い製造歩留まりで得ることができ、割れやクラック等の表面欠陥が大幅に改善でき、しかも前記溶接段階で発生していた溶接組織を解消して安定したオーステナイト組織に回復することから、特性的にも良好なクラッド銅線を得ることができる。
【００１６】
また該第二外装材は、細径化段階又は細径化後のいずれか時点に分離除去することで目的のステンレス鋼クラッド銅線を得ることができる。
【００１７】
さらに請求項２〜６の構成による発明によれば、さらにステンレスクラッド銅線の品質及び生産性を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明のステンレスクラッド銅線の製造方法（以下、単に製造方法ということがある）について、好ましい形態を図面とともに説明する。 本発明の製造方法は、図１のブロック図に示すごとく、
（イ）クラッド銅線１の芯材１ａとなる銅素線１ｂを準備して、
（ロ）該芯材１ａが最終的に全容積の７０〜９５％の比率になるステンレス鋼外装材２ａで被覆し、
さらに外装材２ａの縁部を溶接したクラッド線材３を形成し、
（ハ）このクラッド線材３を第二外装材４で更に被覆して複合線材５とし、
（ニ）該複合線材５を所定線径まで細径化して、外装材の組織をオーステナイト組織に安定化し、
（ホ）最後に、細径化された複合線材５ａから前記第二外装材４を分離除去する段階、を含んでなる。
【００１９】
図２は、この一連の加工状態を連続的な斜視図として示すものであって、実際の作業では各段階毎に各々分割した作業が行われる。本発明では、まず芯材１ａとなる銅素線１ｂの準備に始まり、予め設定された組成の銅金属線材が準備され、この芯材１ａの表面を所定のステンレス鋼外装材２ａで包んでなるクラッド線材３が成形される。
【００２０】
このクラッド線材３では、最終的に前記芯材１ａとステンレス鋼外装材２ａが予め設定された容積率になるように調整されてなるものであって、本発明では導電率の観点から芯材１ａが７０〜９５％の容積を占めるように設定されている。すなわち、この比率が７０％未満のものでは、純銅に対する導電率が例えば８０％以上の特性を達成し得ず、また外装材２ａの容積が増加すことからその後の例えば撚り合わせやコイル巻きする場合などでの加工性を低下させることとなり、一方容積率が９５％を超えるのものでは外装材２ａ厚さが極端に薄くなって芯材１ａの表面保護が十分になし得ない。なお、導電率は、単位大きさの試料について求めた電気抵抗の測定値から、試料の長さ、線径を調整した値と、純銅線の比抵抗であるとの関係の比率、すなわち次式で求めることができる。
【００２１】
導電率（％）＝純銅の比抵抗（≒１．７４２１μΩｃｍ）／試料の比抵抗×１００
試料の比抵抗＝抵抗測定値（μΩ）×断面積（ｃｍ２）／測定長さ（ｃｍ）
【００２２】
前記芯材１ａの銅素線１ｂについては、本形態では例えば純度９９．９％以上の無酸素銅によるものが好適するが、より好ましくは真空溶解した真空溶解銅による銅線材が用いられる。またステンレス鋼外装材２ａについては、使用時の高温環境中での炭化物などの発生を抑制する観点から、例えばＳＵＳ３１６Ｌや３０４Ｌ等の低炭素系ステンレス鋼の帯材によるものであって、この段階での両者の複合比は、最終製品までの加工処理条件によっても異なることから、予め試作などを通じて確認しておくことが望まれる。
【００２３】
一次複合材であるクラッド銅線３は、こうして選定された前記芯材１ａとステンレス鋼外装材２ａを各々連続的に供給しながら、例えば図４に示すような成形ロールＲ１及び／又は伸線ダイスＤ１によって前記芯線１ａの外面を完全に被包するとともに、更にその縁部２０同士を突き合わて溶接Ｗ１され、チユューブ状の外装材となる。この場合の溶接加工では、溶接トーチｗでの加熱が内側に配置されている芯材１ａに影響しないよう、若干広幅の前記帯材により少し持上げて芯材１ａとの距離を持つように調整して行うのがよく、この溶接状態の一例を図４に見ることができる。この方法の採用によって、該溶接に伴う芯材１ａとステンレス鋼外装材２ａとの拡散を防止するとともに、生じた空洞部２０は次段での伸線ダイスＤ１によって解消することができる。
【００２４】
なお溶接方法としては、例えば電子ビーム溶接や被覆アーク溶接、ティグ溶接などの種々方法が採用できるが、特に前記電子ビーム溶接では溶接部が局部で行われ、また前記芯材１ａ等の送給に連動して連続的に処理できることから好適する。しかしながらこうした局部溶接法でも、微視的には前記樹枝状組織の発生やその近傍での結晶粒の粗大化は避けることはできないことから、これら溶接組織はその後に行う細径化段階での伸線加工や熱処理によって解消するものとする。
【００２５】
次にこのクラッド線材は、第二次成形段階として、その外面を第二外装材４で更に被覆した複合線材５を形成することとなる。この第二外装材５は、最終的には分離除去される加工用の資材とするものであって、次段階での細径化処理する際の表面保護、すなわちこれを用いることで、前記ステンレス鋼外装材の溶接部Ｗ１を含めて強固に保持するとともに、これによって前記溶接部に発生する組織的な影響を抑制して前記欠陥の発生を防止するものとしている。
【００２６】
こうした目的から、前記第二外装材４には細径化段階での伸線加工における加工性に優れた材料、例えば鉄や軟鋼、中炭素鋼等の金属帯材が用いられるが、中炭素鋼（Ｓ３５Ｃ，Ｓ４５Ｃ）は前記ステンレス鋼外装材２ａとの加工硬化率が近似していることから安定作業ができるが、大きなトータル加工率を付与することができない。一方、鉄や炭素量が０．１５％以下の軟鋼の冷間圧延鋼板（ＮＢＣ−ＳＢ）による帯材では、軟質で熱処理間でのトータル加工率が大きくできるが、両者の機械的特性の違いから伸線加工時のダイス角度が大きいものでは表面の第二外装材だけが引き伸ばされて団子状に集合したものとなる。こうした問題を解消する為には、使用するダイスのアプローチ角度が６〜１０°の低角度ダイスあるいはローラーダイスを用いるのがよく、また前記ステンレス鋼外装材２ａの場合と同様に、その突き合せ縁部を溶接結合することで、１本の通常の線材となり比較的大きな加工率が付与できる。
【００２７】
こうしたことから、前記第二外装材４は前記金属帯材により、クラッド線材の表面を平滑かつ十分に被包するクラッド法が採用され、その成形にあたって突き合せ縁部段差や隙間が生じないように調整された寸法のものが用いられる。またクラッド方法として、前記したような突き合せ縁部を溶接結合したもの、単に被覆したもののいずれでもよいが、後者の場合は外装材４の縁部同士が重なり合ったり隙間が生じないようにして、内部のクラッド線材３に表面凹凸が発生しないようにし、またこの第二外装材４によって前記ステンレス外装材２ａの溶接部に生じた溶接組織を十分に挟持しながら表面保護することで、その後の伸線加工でも欠陥が発生しないものとしている。したがって、該第二外装材にはこうした現象に耐え、かつ十分な加工性を備える特性と容積を備えるものとし、例えば前記ステンレス鋼外装材２ａ厚さの少なくとも０．５倍以上（０．５〜３倍）の厚さを有するものが用いられる。こうした複合状態の横断面を図３に示している。
【００２８】
次に前記細径加工については、減寸工程と熱処理工程とを必要に応じて繰り返し行い最終寸法にするものであって、それ以外の効果として、この一連の加工を通じて前記クラッド線材３の成形段階で発生していた、前記溶接による樹枝状組織や炭化物を解消して安定したオーステナイト組織に回復させるものである。こうした組織変化は、該伸線工程と熱処理工程の併用、あるいはその繰り返しによって徐々に回復させることができ、例えば溶接後に延べ加工率８０％以上での細径化と熱処理を行ったものでは組織的にほぼオーステナイト組織に回復し、また９５％以上の高加工率では完全に回復させることができ、その確認は、例えば４００倍程度以上の金属顕微鏡や電子顕微鏡による観察など種々の計測装置によって行うことができる。
【００２９】
なお減寸加工は、得ようとするクラッド銅線１の製品形態に応じて伸線加工や圧延加工が採用され、伸線加工の場合、１ヒート間での加工率は線径が０．５ｍｍを超える太径のものでは乾式伸線による冷間加工として加工率５０％以下とし、またそれより細いものでは溶融粘度が５ｍｍ２／Ｓ以下の低粘性水溶性潤滑オイル中で行う湿式伸線加工により例えば５０〜８０％程度の加工率で実施されるが、この場合の伸線ダイスも、前記したようにダイスアプローチ角度が５〜１０°の低角度ダイスが好適する。
【００３０】
また前記熱処理加工については、銅金属との前記拡散等の反応を抑える目的から、例えば銅の融点以下の温度、例えば９００〜１０５０℃×５ｓｅｃ〜１０ｍｉｎ．程度の条件で実施するのが好ましく、必要に応じて前記減寸加工と熱処理加工は設定寸法になるまで繰り返し行うこともできる。
【００３１】
本発明に係わるクラッド銅線１は、最終的には前記第二外装材４は前記細径化の任意段階又は細径化後に分離除去されることで得られ、最終的には熱処理仕上げされてなるものであって、製品形態としては例えば線径０．０５〜３ｍｍ程度（前記フレキシブルケーブル用では例えば０．１〜０．５ｍｍ）の丸形細線や、平線や角線などの多角形、さらには楕円などの不定形形状に形成されてなる。したがって、製品形状に応じて、前記減寸加工は、伸線加工や圧延加工、その他種々の加工方法が採用されるとともに、さらにその仕上げ寸法に応じて例えば前記減寸加工と熱処理加工を繰り返し行うこともできる。
【００３２】
このように細径化された複合線材５から前記第二外装材４を除去する方法については、例えばその被処理金属が前記鉄などの場合は、化学的方法（例えば硝酸溶液中での溶解除去）や種々電解処理、その他物理的方法で容易に分離除去することができ、また加速処理として加温した溶液を用いることも有効である。なお、このように処理したものは、その表面が粗雑で光輝表面が得られないことから、できれば脱外皮処理後に更に仕上げ加工を施すことが好ましい。
【００３３】
本発明は、最終的には除去される第二外装材を用いたダブルクラッド方式の採用によって、特性の安定した高品質のステンレス鋼クラッド銅線を生産性よく製造できるとともに、被覆欠陥から生ずる問題もないことから長寿命で耐久性に優れたクラッド銅線の提供が可能となる。
【実施例】
【００３４】
次に本発明の実施例について説明する。
【実施例１】
【００３５】
原材料の芯材１ａとして、純度９９．９９％の真空溶解された無酸素銅線（線径１０．３ｍｍ）をクラッド成形機の前輪（図示せず）にセットし、またステンレス鋼外装材２ａとなるＳＵＳ３０４Ｌステンレス鋼帯材（厚さ０．５ｍｍ，幅３５ｍｍ）を準備して、両者を連続的に図１の成形ロールＲ１に供給するとともに、第一次成形段階として、該ロールＲ１による前記芯材１ａの外面を前記ステンレス鋼帯材２ａで被包工程と、この帯材２ａの縁部２ｂ同士を突き合せて溶接工程と、更に該帯材２ａを前記芯材１ａに密着させる為の絞り成形工程を一連で行い、線径１１．３ｍｍのクラッド線材を得た。
【００３６】
この溶接工程では、該溶接ビームが内側の銅線に直接影響しないように若干距離を設けて行うようにするとともに、溶接ビームが広範囲に拡大しないように電子ビーム溶接で行っており、得られた溶接部近傍の組織状態を５０倍に拡大して図４に示している。この顕微鏡写真に見られるように、該ステンレス鋼自体は元々オーステナイト組織を有するものであるが、溶接部では溶接後の凝固に伴って樹枝状組織が見られ、またその近傍では熱影響によって結晶が粗大化した粗大結晶部などの溶接組織が見られていた。
【００３７】
こうして得られたクラッド線材３を更に第二外装材で被覆する第二次成形段階として、第二外装材４に厚さ１．０ｍｍ，幅３５ｍｍの冷間圧延鉄フープ（ＮＢＣ−ＳＢ）材を選定し、前記第一次成形段階と同様に成形ロールＲ２と絞り用伸線ダイスＤ２によって線径１２．３ｍｍの複合線材５を得た。
【００３８】
その後、連続熱処理炉による中間熱処理（９００〜１０５０℃）Ｔ１と中間伸線加工Ｄ３を適宜繰り返し行う、最終仕上げ線径１．０ｍｍに細径化した複合細線を形成した。なおこの場合の伸線加工については、その素線の線径が例えば０．５ｍｍ以下の細線領域ではダイスアプローチ角度が１０°の低角度ダイヤモンドダイスによる湿式伸線で、伸線オイルには溶融粘度が５．２ｍｍ２／Ｓの低粘性水溶液である商品名：メタルシン（共栄社）を用い、またそれより太い領域では同様のダイス角度を持つ合金ダイスによって乾式伸線で行っており、それぞれ１回当たりの伸線加工率は５０〜７０％の範囲で行った。
【００３９】
こうした一連の成形加工の後、温度９００℃での最終熱処理して十分に柔軟性を持たせるとともに前記第二外装材４を硝酸溶液で溶解することで最終製品である線径０．２９ｍｍのクラッド銅線を得た。
なお得られたクラッド銅線は、前記芯材の容積率が８２％で、引張強さ３０３Ｎ／ｍｍ２、伸び１８％、導電率８３％の特性を有し、またその表面状態を目視検査した結果でも特にクラック等の表面欠陥の発生は見られず、前記溶接組織も完全に回復していたことから、９３％の良好な製造歩留まりが得られた。
【実施例２】
【００４０】
前記製造工程において、最終段階で行った硝酸による外装材の溶解除去Ｐ１を、中間加工段階での伸線ダイスＤ３前に行い、その後最終伸線加工と最終熱処理を行うことで良好な表面状態のクラッド銅線が得られ、この試料についても、第一次成形段階で行った溶接部の前記溶接組織は、その前の熱処理加工Ｔ１によって回復していたことから、ステンレス鋼外装材にはクラック発生は見られなかった。
【実施例３】
【００４１】
前記第二次成形段階で、第一次成形段階で行ったのと同様の溶接方法で溶接処理した複合線材についてもその試作を試みたが、この場合は該複合線体５が通常の線材と同様のものであったことから、伸線加工で大きな加工率が設定でき、結果的に工程短縮を図ることができた。
【比較例】
【００４２】
実施例１と同様に第一次成形したクラッド線材を出発材料とし、これをそのまま伸線加工と中間熱処理を繰り返しながら細径化し、線径１．５ｍｍの中間製品に加工した。この段階で線の表面状態を目視検査したところ、図５に見られるようなクラック部がいくつか見られ、その原因を調査した結果、該クラック部は前記溶接部において発生していることが判明した。このことは、該欠陥が一直線上に発生していること、また溶接部は若干肉厚になっていることなどから確認されたものであって、溶接組織である樹枝状組織が直接ダイスで加工されることで発生したものと推測された。
したがって、この場合のクラッド銅線の製造歩留まりは４８％に留まるものであった。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】 本発明の製造方法を示す工程のブロック図である。
【図２】 伸線加工の場合を例として、一連の連続図で例示する斜視図である。
【図３】 複合線材の断面図である。
【図４】 ステンレス鋼外装材の溶接部における金属組織の一例を示す顕微鏡写真である。
【図５】 実施例中の比較例で見られた表面欠陥の一例の拡大写真である。
【符号の説明】
【００４４】
１ クラッド銅線
１ａ 芯材
１ｂ 銅線
２ａ ステンレス鋼外装材
３ クラッド線材
４ 第二外装材
５ 複合線材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
銅線でなる芯材と、該芯材の外面をステンレス鋼外装材で被包してなるステンレ鋼スクラッド銅線を製造する方法であって、
（イ）前記芯材となる銅素線を準備する段階と、
（ロ）該芯材が最終的に全容積の７０〜９５％の比率となるステンレス外装帯材で被包するとともに、その縁部の突合せ溶接によって前記芯材の表面露出を防止したクラッド線材を得る段階と、
（ハ）該クラッド線材を最後には除去される第二外装材で更に被覆して複合線材を形成する段階と、
（ニ）該複合線材に減寸加工と熱処理加工を必要に応じて繰り返し行い、かつその加工の間に前記ステンレス外装帯材の溶接部組織をオーステナイト組織に安定化する安定細径化段階と、
（ホ）前記細径化段階又は細径化後のいずれか時点で、前記複合線材から前記第二外装材を分離除去する段階と、
を含むことを特徴とするステンレス鋼クラッド銅線の製造方法。
【請求項２】
第二外装材は、鉄又は軟鋼の冷延帯材によるものである請求項１に記載のステンレス鋼クラッド銅線の製造方法。
【請求項３】
前記溶接は電子ビーム溶接により、かつ溶接熱影響が前記芯材に及ぼさないよう、該芯材と距離を設けて行うものである請求項１又は２に記載のステンレス鋼クラッド銅線の製造方法。
【請求項４】
前記細径加工の延べ加工率が、８０％以上で行われるものである請求項２又は３に記載のステンレス鋼クラッド銅線の製造方法。
【請求項５】
前記減寸加工は、アプローチ角度６〜１０°のダイヤモンドダイスにより、溶融粘度１０ｍｍ２／Ｓ＿以下の低粘性水溶液中で行う冷間伸線加工である請求項３に記載のステンレス鋼クラッド銅線の製造方法。
【請求項６】
最終寸法が線径０．５ｍｍ以下に細径化されるものである請求項１〜４のいずれかに記載のステンレス鋼クラッド銅線の製造方法。
【請求項１】
銅線でなる芯材と、該芯材の外面をステンレス鋼外装材で被包してなるステンレ鋼スクラッド銅線を製造する方法であって、
（イ）前記芯材となる銅素線を準備する段階と、
（ロ）該芯材が最終的に全容積の７０〜９５％の比率となるステンレス外装帯材で被包するとともに、その縁部の突合せ溶接によって前記芯材の表面露出を防止したクラッド線材を得る段階と、
（ハ）該クラッド線材を最後には除去される第二外装材で更に被覆して複合線材を形成する段階と、
（ニ）該複合線材に減寸加工と熱処理加工を必要に応じて繰り返し行い、かつその加工の間に前記ステンレス外装帯材の溶接部組織をオーステナイト組織に安定化する安定細径化段階と、
（ホ）前記細径化段階又は細径化後のいずれか時点で、前記複合線材から前記第二外装材を分離除去する段階と、
を含むことを特徴とするステンレス鋼クラッド銅線の製造方法。
【請求項２】
第二外装材は、鉄又は軟鋼の冷延帯材によるものである請求項１に記載のステンレス鋼クラッド銅線の製造方法。
【請求項３】
前記溶接は電子ビーム溶接により、かつ溶接熱影響が前記芯材に及ぼさないよう、該芯材と距離を設けて行うものである請求項１又は２に記載のステンレス鋼クラッド銅線の製造方法。
【請求項４】
前記細径加工の延べ加工率が、８０％以上で行われるものである請求項２又は３に記載のステンレス鋼クラッド銅線の製造方法。
【請求項５】
前記減寸加工は、アプローチ角度６〜１０°のダイヤモンドダイスにより、溶融粘度１０ｍｍ２／Ｓ＿以下の低粘性水溶液中で行う冷間伸線加工である請求項３に記載のステンレス鋼クラッド銅線の製造方法。
【請求項６】
最終寸法が線径０．５ｍｍ以下に細径化されるものである請求項１〜４のいずれかに記載のステンレス鋼クラッド銅線の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００７−６１８９７（Ｐ２００７−６１８９７Ａ）
【公開日】平成１９年３月１５日（２００７．３．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２９１６７２（Ｐ２００５−２９１６７２）
【出願日】平成１７年８月３１日（２００５．８．３１）
【出願人】（０００２３１５５６）日本精線株式会社 (47)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年３月１５日（２００７．３．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年８月３１日（２００５．８．３１）
【出願人】（０００２３１５５６）日本精線株式会社 (47)
【Ｆターム（参考）】
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